量子力學預測的最低溫度被突破（pò），這是一個萬物沉寂（jì）的世界
發布時間：2017-03-08
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來源（yuán）：廣東計量協會
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美國國家標準與技術研究院（NIST）的物理（lǐ）學（xué）家將一個機（jī）械物體的溫度降至（zhì）新低，突破了所謂的“量子極限”。
《自然》雜誌刊文介紹了NIST的這個新實驗。文章描述了如何將一隻納米尺（chǐ）度上的機械鼓（gǔ）---- 一個可以振動（dòng）的鋁薄膜----冷卻到低於五分之一個能量（liàng）量子的溫度，這個溫度低於量子力學預言的最低溫度。
NIST的科學家說（shuō），理論上這個技術（shù）可以把物體冷卻到（dào）絕對零度，這是一個萬物沉寂、沒（méi）有能量、也沒有運動的（de）溫度。
“鼓被冷卻到的溫度越低，在應用中（zhōng）的表現就越好，”該實驗的負責人、NIST物理學家JohnTeufel說。“傳感器會更加地靈敏；儲（chǔ）存器可以保存更久的信息（xī）。若用來造（zào）量子計算機，計算過程會沒有任何失真，可（kě）以準（zhǔn）確地給出你想要（yào）的答案。”
鋁鼓的直徑200納米，厚度100納米，它嵌在一個（gè）特殊設（shè）計的（de）超導電路中，鼓的振動可以影響在其（qí）腔體中來回反射的微波。微波也是電磁（cí）波的一種，是一種看不見的“光”，比起可見光來，它的波長更長，頻（pín）率（lǜ）更低。
我們知道，光子的頻率越高，能量就越（yuè）大，多餘的能量自（zì）然來自量子鼓本身。當（dāng）光子積累到一定程（chéng）度後便從（cóng）鼓中（zhōng）溢出，帶走這些（xiē）能量，鼓就被冷卻下來了。這個（gè）原理與大名鼎鼎（dǐng）的激光冷卻（què）原理大同小異，1978年（nián）NIST第一次用激光冷卻了一個原（yuán）子（zǐ），如今激光冷卻已經被應用於原子鍾等廣泛領域。
最近（jìn）的一（yī）次NIST實驗又有了新的改（gǎi）進----使用“壓縮（suō）態光”（squeezed light）來驅動電路。“壓縮”（Squeezing）是一個量子力學的概念，一個處於壓縮態的光（guāng）子，其噪音或量（liàng）子擾動被壓縮到了最低。
在量子擾動的製約下，傳統技（jì）術隻能（néng）將物體冷卻到了某一個最低溫（wēn）度，NIST的團隊通（tōng）過（guò）使用壓縮光，獲得了更加精確（què）的電流頻率。這個特殊的電路可以產生十分“純淨”的光子，將量子擾動（dòng）控製在最低水平（píng），從（cóng）而突破（pò）了最低溫度的限製。
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